專利名稱：多邊形塑料袋搖擺細胞反應器及培養(yǎng)動物細胞的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生物細胞反應器，具體涉及一種用于動物細胞培養(yǎng)的多邊形塑料 袋搖擺細胞反應器及培養(yǎng)動物細胞的方法。
背景技術：
目前世界生物技術制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，并已取得了巨大的成就。通過動物細胞體 外培養(yǎng)表達和生產(chǎn)各類診斷和治療用單克隆抗體，疫苗，生長因子等生物活性蛋白質(zhì)具有 十分廣泛的市場應用前景。因此，用來大規(guī)模高密度培養(yǎng)動物細胞的生物細胞反應器，就 成了生物技術制藥產(chǎn)業(yè)中最重要的裝備。它很大程度上決定了生物技術制藥企業(yè)的產(chǎn)品 成本，生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品種類?，F(xiàn)有的反應器采用插入罐體內(nèi)的機械攪拌方式促進液體的流 動，工作中攪拌裝置結(jié)構(gòu)及其潤滑物質(zhì)經(jīng)常帶來的微生物污染的問題，攪拌潤滑帶入雜菌 的情況發(fā)生率高，一旦雜菌污染，就會造成細胞死亡。為提高溶氧水平，通常都是采用液面 下鼓氣來實現(xiàn)，但不論是用混合氣體或者是利用純氧氣都有其負作用，由于氣泡在液體表 面破裂其爆炸力可以損傷動物細胞，而純氧量太大也可致使細胞中毒，另外在中、小體積培 養(yǎng)時，由于傳統(tǒng)攪拌罐的不銹鋼罐體和管路，使反應器不能移動，環(huán)境要求高，加熱和滅菌 必須使用高壓蒸汽，這就需要蒸汽源等特殊條件，從而使得反應器的通用性和方便性受到 了很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種性能獨特，原理創(chuàng)新的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器， 及其利用該反應器培養(yǎng)生物細胞的方法。上述的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，其組成包括搖床，所述的搖床上連接搖擺機構(gòu)， 所述的搖擺機構(gòu)里面安裝多邊形反應罐，所述的多邊形反應罐里面裝有多邊形塑料培養(yǎng) 袋，所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋上面具有多功能盤，溫度探頭、PH探頭和溶氧探頭分別安裝在 所述的多功能盤上并且穿入到所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋里面，所述的多功能盤上具有進氣 口、出氣口和進料口，所述的多邊形反應罐的底部具有分配錐。所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，所述的多邊形反應罐包括下罐體和上蓋， 所述的下罐體與所述的上蓋通過連接法蘭連接，所述的下罐體的內(nèi)壁上具有橡膠加熱片， 所述的上蓋上具有上蓋口，所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋通過位于其多功能盤上的盤卡與所述 的上蓋口連接。所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，所述的搖擺機構(gòu)包括底座，所述的底座上 連接十字軸機構(gòu)，所述的十字軸機構(gòu)連接搖擺籃，所述的搖擺籃外具有外錐板，所述的底座 上連接緩沖擋圈。所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，所述的搖床包括電動機，所述的電動機通 過傳動機構(gòu)連接主動偏心軸，所述的主動偏心軸上的搖動盤連接一組從動偏心軸，所述的上搖動盤通過連接立柱連接搖盤。所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，所述的多邊形反應罐與所述的多邊形塑料 培養(yǎng)袋的邊數(shù)相同，多邊形為6-12邊。一種利用多邊形塑料袋搖擺細胞反應器培養(yǎng)動物細胞的方法將滅菌后的多邊形塑料培養(yǎng)袋裝入多邊形反應罐，充空氣脹緊于多邊形反應罐內(nèi) 壁，將多功能盤上的盤卡卡緊在反應罐的上蓋口上，把反應罐放在搖擺機構(gòu)的搖擺籃上緊 固后，從進料口加入培養(yǎng)基至反應罐的工作容積之后，啟動搖床，將種子細胞接種到培養(yǎng)袋 內(nèi)開始反應，培養(yǎng)液表面的震蕩使得從進氣口進入到培養(yǎng)袋內(nèi)的混合氣體與液體表面構(gòu)成 了氣-液相混合的空間，把混合氣體溶進了培養(yǎng)液中，也使細胞排泄的廢氣逸出液面，從出 氣口排出，當測定培養(yǎng)基中的養(yǎng)料耗盡則一個培養(yǎng)周期完成。所述的利用多邊形塑料袋搖擺細胞反應器培養(yǎng)動物細胞的方法，培養(yǎng)過程中出氣 口的壓力控制在3000-5000Pa，培養(yǎng)溫度為35_38°C，搖床轉(zhuǎn)速為20-120轉(zhuǎn)/分鐘。有益效果1.就生物細胞反應器本身而言，面對動物細胞大規(guī)模高密度培養(yǎng)的要求，要保證 在培養(yǎng)的過程中對細胞的損傷減少到最小的程度，細胞在培養(yǎng)過程中主要的損傷來自于兩 個方面一是鼓氣造成的氣體逸出液面的爆裂傷害細胞，另一個是機械攪拌帶來的剪切力 傷害細胞，本發(fā)明從根本上解決了這個問題，一方面無鼓氣，另一方面也無攪拌裝置，也就 從根本上解決了對細胞的機械傷害，而本發(fā)明采用搖擺機構(gòu)的圓周震蕩和搖床的水平擺動 不僅達到了很好的混合效果，也取得了更好的溶氧效果。2.本發(fā)明采用一次性塑料培養(yǎng)袋，無需清洗、消毒，不會產(chǎn)生交叉感染，細胞接觸 到無菌塑料袋內(nèi)壁安全、可靠，并且多邊形塑料培養(yǎng)袋的制作工藝簡單，質(zhì)量容易保證，易 放大。3.在多邊形反應罐的底部設計了分配錐，有效防止了在搖擺的過程中細胞在反應 罐底部結(jié)堆造成的細胞死亡。多邊形反應罐的強度高，給培養(yǎng)袋強有力的支撐、保護和定 位。4.本發(fā)明采用多邊形塑料培養(yǎng)袋，工作時培養(yǎng)液和細胞處在一個相對密閉的環(huán) 境，和外界隔絕，不易被污染，適用于GMP生產(chǎn)要求。5.本發(fā)明通過提供一個無菌的環(huán)境，同時控制適宜的溫度和脈沖壓力，使得本發(fā) 明的培養(yǎng)環(huán)境和細胞在動物體內(nèi)的生長環(huán)境相近似，非常適合細胞的生長。本發(fā)明產(chǎn)品工 作中培養(yǎng)液偏心轉(zhuǎn)動的同時隨著搖床的搖頭傾覆擺動，所有的細胞都在運動中，能夠得到 充分的營養(yǎng)，保持在生命體征環(huán)境中生存，使得細胞順利的成活和生長。


附圖1是本發(fā)明向右搖擺時的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是本發(fā)明向左搖擺時的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是本發(fā)明的俯視圖。附圖4是本發(fā)明的多邊形反應罐的主視圖。附圖5是本發(fā)明的多邊形反應罐的俯視圖。附圖6是本發(fā)明的多邊形塑料培養(yǎng)袋的主視圖。
附圖7是本發(fā)明的多邊形塑料培養(yǎng)袋的俯視圖。
具體實施例方式
實施例1 多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，其組成包括搖床60，所述的搖床上連接搖擺機 構(gòu)，所述的搖擺機構(gòu)里面安裝多邊形反應罐100，所述的多邊形反應罐里面裝有多邊形塑料 培養(yǎng)袋90，所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋上面具有塑料多功能盤91，溫度探頭82、PH探頭81和 溶氧探頭80分別安裝在所述的多功能盤上并且穿入到所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋里面，所 述的多功能盤上具有進氣口 86、出氣口 83和進料口 88，所述的多邊形反應罐的底部具有分 配錐105。分配錐用于防止在搖擺的過程中細胞在反應罐底部結(jié)堆從而造成的細胞死亡。實施例2 上述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，所述的多邊形反應罐包括下罐體和上蓋 101，所述的下罐體與所述的上蓋通過連接法106蘭連接，所述的下罐體的內(nèi)壁上具有橡膠 加熱片109，所述的上蓋上具有上蓋口 108，所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋通過位于其多功能盤 上的盤卡96與所述的上蓋口連接。實施例3 上述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，所述的搖擺機構(gòu)包括底座110，所述的底 座上連接十字軸機構(gòu)112，所述的十字軸機構(gòu)連接搖擺籃114，所述的搖擺籃外具有外錐板 113，所述的底座上連接緩沖擋圈111。在搖擺過程中，外錐板由緩沖擋圈支撐有減震的作 用，減少沖擊和振動使搖擺運動平穩(wěn)可靠。實施例4 上述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，所述的搖床包括電動機52，所述的電動機 的動力輸出軸上安裝小皮帶輪57，所述的小皮帶輪通過皮帶連接大皮帶輪51，所述的大皮 帶輪安裝在主動偏心軸上54，所述的主動偏心軸連接上搖動盤53，所述的上搖動盤連接一 組從動偏心軸50，所述的上搖動盤通過連接立柱59連接搖盤58。搖床工作時電機帶動小 皮帶輪，小皮帶輪帶動大皮帶輪轉(zhuǎn)動，大皮帶輪帶動主動偏心軸轉(zhuǎn)動，主動偏心軸帶動上搖 動盤偏心轉(zhuǎn)動，在本實施例中，上搖動盤帶動四個從動偏心軸一起轉(zhuǎn)動，同時上搖動盤把轉(zhuǎn) 動通過立柱傳給搖盤，搖盤連接搖擺機構(gòu)底座，從而就直接帶動搖擺機構(gòu)和多邊形反應罐 做偏心轉(zhuǎn)動，也就使得整個系統(tǒng)做偏心轉(zhuǎn)動。這樣結(jié)構(gòu)的搖床運動平穩(wěn)，并具有較大的縱向 承載力。實施例5 所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，所述的多邊形反應罐與所述的多邊形塑料 培養(yǎng)袋的邊數(shù)相同，多邊形為6-12邊。例如為六邊形或者八邊形或者十邊形或者十二邊 形。實施例6 —種利用多邊形塑料袋搖擺細胞反應器培養(yǎng)動物細胞的方法將滅菌后的多邊形塑料培養(yǎng)袋裝入多邊形反應罐，充空氣脹緊于多邊形反應罐內(nèi) 壁，將多功能盤上的盤卡卡緊在反應罐的上蓋口上，把反應罐放在搖擺機構(gòu)的搖擺籃上用 螺栓緊固，從進料口加入培養(yǎng)基至反應罐的工作容積之后，啟動搖床，將種子細胞接種到培養(yǎng)袋內(nèi)，搖擺機構(gòu)和反應罐整體隨著搖床做偏心轉(zhuǎn)動的同時，做以十字軸機構(gòu)中心線為中心的以水平線為基準的上下擺動，多邊形塑料培養(yǎng)袋里的培養(yǎng)液做圓周震蕩運動的同時也 做水平擺動，形成綜合的搖擺運動，培養(yǎng)液表面的震蕩使得從進氣口進入到培養(yǎng)袋內(nèi)的混 合氣體與液體表面構(gòu)成了氣-液相混合的空間，把混合氣體溶進了培養(yǎng)液中，也使細胞排 泄的廢氣逸出液面，從出氣口排出，這樣給細胞提供溶解氧，在運動中，培養(yǎng)液的混合運動 也給細胞提供了營養(yǎng)物質(zhì)，當測定培養(yǎng)基中的養(yǎng)料耗盡時則培養(yǎng)完成。實施例7 上述的利用多邊形塑料袋搖擺細胞反應器培養(yǎng)動物細胞的方法培養(yǎng)過程中出氣 口的壓力控制在3000-5000Pa，培養(yǎng)溫度為35_38°C，搖床轉(zhuǎn)速為20-120轉(zhuǎn)/分鐘。
權利要求
一種多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，其組成包括搖床，其特征是所述的搖床上連接搖擺機構(gòu)，所述的搖擺機構(gòu)里面安裝多邊形反應罐，所述的多邊形反應罐里面裝有多邊形塑料培養(yǎng)袋，所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋上面具有多功能盤，溫度探頭、PH探頭和溶氧探頭分別安裝在所述的多功能盤上并且穿入到所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋里面，所述的多功能盤上具有進氣口、出氣口和進料口，所述的多邊形反應罐的底部具有分配錐。
2.根據(jù)權利要求1所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，其特征是所述的多邊形反 應罐包括下罐體和上蓋，所述的下罐體與所述的上蓋通過連接法蘭連接，所述的下罐體的 內(nèi)壁上具有橡膠加熱片，所述的上蓋上具有上蓋口，所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋通過位于其 多功能盤上的盤卡與所述的上蓋口連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，其特征是所述的搖擺 機構(gòu)包括底座，所述的底座上連接十字軸機構(gòu)，所述的十字軸機構(gòu)連接搖擺籃，所述的搖擺 籃外具有外錐板，所述的底座上連接緩沖擋圈。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，其特征是所述的搖床 包括電動機，所述的電動機通過傳動機構(gòu)連接主動偏心軸，所述的主動偏心軸上的搖動盤 連接一組從動偏心軸，所述的上搖動盤通過連接立柱連接搖盤。
5.根據(jù)權利要求3所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，其特征是所述的搖床包括 電動機，所述的電動機通過傳動機構(gòu)連接主動偏心軸，所述的主動偏心軸上的搖動盤連接 一組從動偏心軸，所述的上搖動盤通過連接立柱連接搖盤。
6.根據(jù)權利要求1或2或5所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，其特征是所述的 多邊形反應罐與所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋的邊數(shù)相同，多邊形為6-12邊。
7.根據(jù)權利要求3所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，其特征是所述的多邊形反 應罐與所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋的邊數(shù)相同，多邊形為6-12邊。
8.根據(jù)權利要求4所述的多邊形塑料袋搖擺細胞反應器，其特征是所述的多邊形反 應罐與所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋的邊數(shù)相同，多邊形為6-12邊。
9.一種利用多邊形塑料袋搖擺細胞反應器培養(yǎng)動物細胞的方法其特征是將滅菌后的多邊形塑料培養(yǎng)袋裝入多邊形反應罐，充空氣脹緊于多邊形反應罐內(nèi)壁， 將多功能盤上的盤卡卡緊在反應罐的上蓋口上，把反應罐放在搖擺機構(gòu)的搖擺籃上緊固 后，從進料口加入培養(yǎng)基至反應罐的工作容積之后，啟動搖床，將種子細胞接種到培養(yǎng)袋內(nèi) 開始反應，培養(yǎng)液表面的震蕩使得從進氣口進入到培養(yǎng)袋內(nèi)的混合氣體與液體表面構(gòu)成了 氣-液相混合的空間，把混合氣體溶進了培養(yǎng)液中，也使細胞排泄的廢氣逸出液面，從出氣 口排出，當測定培養(yǎng)基中的養(yǎng)料耗盡則一個培養(yǎng)周期完成。
10.根據(jù)權利要求9所述的利用多邊形塑料袋搖擺細胞反應器培養(yǎng)動物細胞的方法 其特征是培養(yǎng)過程中出氣口的壓力控制在3000-5000Pa，培養(yǎng)溫度為35-38°C，搖床轉(zhuǎn)速 為20-120轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
多邊形塑料袋搖擺細胞反應器及培養(yǎng)動物細胞的方法。面對動物細胞大規(guī)模高密度培養(yǎng)的要求，細胞反應器必須解決自身功能的放大和強化問題。本產(chǎn)品組成包括搖床(60)，所述的搖床上連接搖擺機構(gòu)，所述的搖擺機構(gòu)里面安裝多邊形反應罐(100)，所述的多邊形反應罐里面裝有多邊形塑料培養(yǎng)袋(90)，所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋上面具有塑料多功能盤(91)，溫度探頭(82)、pH探頭(81)和溶氧探頭(80)分別安裝在所述的多功能盤上并且穿入到所述的多邊形塑料培養(yǎng)袋里面，所述的多功能盤上具有進氣口(86)、出氣口(83)和進料口(88)，所述的多邊形反應罐的底部具有分配錐(105)。本發(fā)明為動物細胞培養(yǎng)提供了優(yōu)質(zhì)環(huán)境。
文檔編號C12M3/00GK101812405SQ20101016097
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權日2010年4月30日
發(fā)明者惠倪 申請人:惠倪